洗涤剂对蚕豆根尖细胞有丝分裂的影响研究

吕亚慈

（衡水学院生命科学学院 河北 衡水 053000）

随着国民经济的发展，水环境污染越来越严重，其中洗涤剂对水资源的污染是不可忽视的。洗涤剂中所含的苯、磷和表面活性剂等物质会对人的身体健康、河流水质等产生不良影响，进而也会影响农业环境和畜牧环境等[1]。

以蚕豆的根尖为试验材料，检测根尖细胞染色体畸变率，可以定性的反映出环境中污染物对动物、植物的遗传损伤。环境污染物的遗传毒性，通常以蚕豆根尖细胞微核率、有丝分裂指数、染色体畸变率等指标来检测[2～3]。本研究以饱满无病虫害的蚕豆为试验材料，将不同洗涤剂稀释不同倍数对蚕豆根尖进行处理，以检测其对环境的潜在影响，提醒人们关注日常洗涤用品对人、水环境、农业环境等造成的危害和影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料和试剂

1.1.1 试验材料。优质蚕豆。

1.1.2 试验药品。洗涤剂为洗衣粉、洗洁精、洗手液、肥皂、皂粉，固定液为无水乙醇和冰醋酸按3∶1体积比配制，解离液为95%乙醇和浓盐酸等体积配制，改良品红为染色液。

1.1.3 试验仪器。显微镜、培养皿、载玻片、盖玻片等。

1.2 试验方法

1.2.1 诱变剂的配制。用蒸馏水将洗衣粉、肥皂、皂粉分别配成浓度为2 g/L、2×10-1g/L、2×10-2g/L、2×10-3g/L的溶液。将洗洁精、洗手液分别配成浓度为2×10-1g/L、2×10-2g/L、2×10-3g/L、2×10-4g/L的溶液。

1.2.2 试验材料的培养。取整齐饱满的蚕豆种子，清洗干净后放入盛有适量水的白磁盘中，置于培养箱培养。每天换1次水，注意蚕豆根的生长状况，当根长到1～2 cm时切去主根尖促使其长出侧根，侧根长到1～2 cm时备用。

1.3 试验步骤

1.3.1 染毒处理。将不定根长到1.5 cm左右的蚕豆移至不同浓度的溶液中处理2 d，以蒸馏水培养为对照。

1.3.2 恢复培养。将染毒处理过的蚕豆转移到蒸馏水中再培养1 d。

1.3.3 固定。将恢复培养后的蚕豆侧根切除，用新配制的固定液固定12 h。

1.3.4 保存。将固定后的根尖冲洗3次，放于70%乙醇中，冰箱4℃保存。

1.3.5 解离。用解离液解离15 min左右，用蒸馏水清洗3次。

1.3.6 制片。取干净的载玻片用镊子取根尖放在中央，加2～3滴改良品红染液，捣碎15 min并染色。

1.3.7 镜检。常规压片，在40×10倍显微镜下观察并记录。每浓度最少观察6个根尖，每根尖最少观察1 000个细胞。

1.4 数据处理。统计微核、染色体桥、染色体断片、细胞有丝分裂相的数目。并计算有丝分裂指数(MI)=(样品中实测分裂相的细胞数/样品检测过的细胞数)×1 000‰；微核千分率(MCN)=(观察细胞中具有微核的细胞数/所有观察的细胞总数)×1 000‰。

2 结果与分析

2.1 不同洗涤剂对蚕豆根尖细胞微核发生率的影响。由表1可知：洗手液诱发蚕豆根尖细胞微核的最佳浓度为2×10-1g/L，但是在2 g/L时几乎无分裂相，无微核出现，而在2×10-3～2×10-2g/L范围内微核千分率与试剂浓度呈正相关。洗衣粉诱发蚕豆根尖细胞微核的最佳浓度为2×10-3g/L，在高浓度时几乎无分裂相，也无微核出现。洗衣粉和洗手液诱发微核率的最佳浓度分别为2×10-3g/L和2×10-1g/L，以前的微核率则都与试剂浓度呈正相关。洗洁精诱发蚕豆根尖细胞微核的最佳浓度都为2×10-1g/L，以前的微核率则都与试剂浓度呈正相关。肥皂、皂粉在高浓度2×10-1g/L下，毒性较低，微核率则都与试剂浓度呈正相关。结果表明洗衣粉的毒害作用最大，洗手液、洗洁精较高，肥皂次之，皂粉最弱。

表1 肥皂 皂粉等在不同浓度处理时蚕豆根尖细胞微核千分率(MCNA)

2.2 不同洗涤剂对蚕豆根尖细胞染色体畸变的影响。试验结果表明：试验所用洗衣粉、洗洁精等5种洗涤剂均能诱发蚕豆根尖细胞染色体发生畸变。分裂期的畸变包括断片、染色体桥(包括单桥和多桥)、染色体粘连等；细胞分裂间期的畸变形式有微核、多核、核变形等。其中最常见的畸变形式为断片、桥与微核。

通过图1对比表明：各种洗涤剂浓度下，桥、断片的比例与微核的比例高低没有相关性。高浓度时断片、桥等畸变项降低不明显，但微核率比较低；随着试剂浓度的降低分裂期畸变率也会慢慢降低。

图1 不同洗涤剂对蚕豆根尖细胞染色体畸变的影响

2.3 不同洗涤剂对蚕豆根尖细胞有丝分裂指数的影响。从图2可以看出，不同处理下的蚕豆根尖细胞，MI均随着试剂浓度的下降而上升，呈现明显的剂量效应。其中比较温和的试剂有丝分裂指数从低浓度到高浓度变化幅度不大，而洗洁精则变化较大。与对照组相比肥皂和皂粉对有丝分裂影响较小，洗衣粉、洗洁精较大，洗手液适中。从总体的角度来看，洗洁精对细胞的有丝分裂毒害作用是最大的，皂粉相对较弱。

图2 不同洗涤剂对蚕豆根尖细胞有丝分裂指数的影响

3 讨论

洗涤剂中含有多种化学成分，其有害成分破坏染色体结构，造成染色体断裂，形成断片；发生断裂的染色体存在粘性末端，不同的粘性末端会相互愈合成桥[4]；断片会随着细胞的有丝分裂，进入下一个细胞周期，最终形成微核，有害成分也可能影响微管蛋白的合成及组装，抑制纺锤体的形成，造成染色体落单，这种情况下产生较大的微核(判定标准为小于主核1/3以下)。从本试验的数据与结论来看，断片与桥的发生率，与对照相比有明显差异，说明洗涤剂对植物细胞有毒害作用。这结果与王瑷珺[5]以洗衣粉、香皂等处理洋葱根尖的结果有相似之处，处理后的材料与对照相比畸变项有显著差异。

针对5种洗涤剂对蚕豆微核千分率的影响分析，低浓度洗涤剂溶液，对蚕豆根尖细胞产生的诱导效应较弱；而高浓度洗涤剂溶液，延迟细胞分裂周期，单位时间内细胞分裂次数减少，微核率也降低。这个结果与赵鑫磊[6]研究日化用品对蚕豆微核率的结果有一致性。本研究表明，肥皂、皂粉与另外3种洗涤剂相比较安全，但仍需低量使用，以防有害物质累积，并降低洗涤剂对环境造成的污染。